论文部分内容阅读
背景及目的: 糖尿病并发症是当今社会最难治愈的疾病之一,尤其是糖尿病肾病(DN)和心肌病(DCM)。虽然血糖控制作为糖尿病的治疗手段之一已经被广泛应用,但是DN和DCM的发病率和致死率依然居高不下,严重威胁人们的健康。目前,DN和DCM的病因和发病机制尚未完全阐明,但近年来炎症学说备受关注,该学说认为糖尿病并发症是一种自然免疫和低度炎症性疾病。炎症学说认为炎症反应是DN和DCM发生发展的重要病理过程,高血糖的机体环境可以通过多种途径激活机体的炎症反应,包括器官自身的炎症和血液中免疫细胞的炎症;同时,自身炎症能诱导免疫细胞的浸润,进一步加剧炎症过程。目前研究发现,常用的治疗DN和DCM药物有一定的抗炎作用,另外大量的流行病学、实验室以及临床研究均已证实DN和DCM是一种炎症相关疾病。抗炎治疗有望成为DN和DCM治疗的重要手段。 化合物L6H21是我们课题组前期通过对查尔酮改造而合成的抗炎化合物。在前期的研究中,我们已经通过一系列的实验证明L6H21能显著抑制LPS引起的炎症通路MAPK/NF-KB的激活以及炎症因子的释放,能明显缓解LPS引起的脓毒血症。而在L6H21作用靶点寻找的实验中,我们通过分子激酶、SPR等实验证实L6H21的靶点为MD2,继而在细胞层面得到确诊。以上实验都证明L6H21抗LPS引起的炎症作用是通过抑制MD2产生的,最终确定L6H21的靶点为MD2。 本实验将基于L6H21的抗炎作用探讨L6H21能否抑制高糖或高血糖的作用缓解DN和DCM;探讨这一抑制过程中涉及的机制;探讨L6H21的靶点MD2在DCM中的作用;并评价MD2是否可以成为DCM的治疗靶点。 (1)基于抗炎抗糖尿病的机理以及L6H21的基本抗炎活性,我们利用一型糖尿病模型(包括细胞和动物模型)研究L6H21对糖尿病并发症(DN和DCM)的治疗作用。 (2)对L6H21抗炎效果的机制进行研究探讨,在抗炎活性筛选过程中,我们发现L6H21能抑制LPS引起的MAPK和NF-KB通路的激活,抑制LPS刺激的炎症因子的分泌,但是在高糖环境下L6H21是否具有相同的作用仍然未知,并且除此之外L6H21是否还有其他作用值得我们进一步探究。 (3)前期实验已经得知L6H21的作用靶点是MD2,通过后续实验继续深入研究MD2靶点在DN和DCM中的作用。 方法和结果: (1)体外实验利用大鼠心肌细胞H9C2和大鼠肾小管上皮细胞NRK-52E研究L6H21对高糖刺激的炎症反应(包括炎症通路和炎症因子)的影响,同时考察L6H21对抗巨噬细胞浸润的效果。细胞给予L6H21(不同剂量2.5、5、10uM)预处理,然后用高糖(33mM)刺激不同时间,收集细胞和培养基,用ELISA、PCR、WB、IF等实验方法考察L6H21抗高糖刺激的效果。实验结果表明L6H21能剂量依赖的抑制高糖引起的炎症因子的分泌和表达(TNF-a、IL-6、IL-beta等),同时L6H21也能剂量依赖的抑制高糖刺激的炎症通路MAPK和NF-KB的激活(包括JNK、ERK、P38的磷酸化;IKB的降解以及P65核转移)。除此之外,我们也发现L6H21能抑制高糖引起的粘附因子(ICAM-1和VCAM-1)的表达和巨噬细胞的浸润。 (2)体内实验利用一型糖尿病小鼠模型,尿链佐菌素(STZ)诱导C57BL/6小鼠Ⅰ型糖尿病模型,以L6H21(10mg/kg)灌胃8周,检测心脏和肾脏组织炎症反应(包括炎症因子水平和炎症通路情况)。在整个实验过程中,对实验小鼠体重和血糖监测,发现L6H21并不影响一型糖尿病小鼠的血糖和体重,L6H21不具降血糖的效果;观察H&E发现L6H21能明显缓解高糖引起的心脏和肾脏结构紊乱;同时Masson、Sirius Red等染色表明L6H21能降低心脏和肾脏的纤维化情况;并且用ELISA对血清心肾功能相关指标检测,得出L6H21能较好缓解糖尿病引起的心肾损伤。我们也用PCR和WB以及免疫组化检测得出L6H21能降低心肾炎症因子(TNF-a和IL-6等)、粘附因子(ICAM-1和VCAM-1)的水平,能抑制MAPK和NF-KB通路的激活,能减少巨噬细胞的浸润。本部分研究充分证明了L6H21通过MAPK和NF-KB抑制高糖引起的心肾炎症反应,缓解DN和DCM,并且伴随组织巨噬细胞浸润的减少。 (3)在前面的研究中,我们以L6H21为工具药初步得出MD2可能参与DCM的发生发展,为了进一步研究MD2在DCM中的作用,确证MD2是否可成为糖尿病并发症的治疗靶点。这部分实验以DCM为模型探讨MD2在DCM中的作用。体外实验利用MD2中和抗体和小干扰RNA抑制沉默大鼠心肌细胞H9C2中的MD2以及利用MD2沉默的巨噬细胞,通过ELISA、PCR、WB、IF等实验方法考察抑制MD2对高糖刺激作用的影响;同时体内实验利用MD2敲除小鼠和相同背景的B6小鼠研究MD2在一型糖尿病小鼠中的角色,STZ诱导一型糖尿病小鼠8周,研究MD2敲除对糖尿病小鼠心脏组织炎症、纤维化和功能的影响。 结论: L6H21能抑制高糖引起的炎症通路MAPK/NF-KB的激活,抑制心肌细胞和肾上皮细胞炎症因子和粘附因子的分泌,减轻糖尿病小鼠心脏和肾脏组织中的炎症并伴随巨噬细胞浸润的减少,改善心脏和肾脏的纤维化,缓解糖尿病引起的心脏和肾脏损伤。 L6H21的作用靶点MD2在DCM起重要促进作用。研究发现MD2抑制能显著抑制H9C2细胞高糖引起的炎症通路MAPK/NF-KB的激活,炎症因子和粘附因子的分泌;并且MD2敲除糖尿病小鼠的病理发展明显比普通糖尿病小鼠慢,心肌的炎症,纤维化以及凋亡比普通糖尿病小鼠轻,MD2可以成为DCM的治疗靶点。